CN1292780A

CN1292780A - 新方法

Info

Publication number: CN1292780A
Application number: CN998037257A
Authority: CN
Inventors: M·兰盖申维
Original assignee: AstraZeneca AB
Current assignee: AstraZeneca AB
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2001-04-25
Also published as: HUP0102710A2; KR20010041632A; AU2757299A; WO1999044990A1; JP2002505321A; EP1075464A1; CA2327332A1; BR9908511A

Abstract

本发明涉及制备用作药物的前列腺素化合物的新方法。

Description

新方法

本发明涉及制备用作药物的前列腺素的新方法。

事实上，前列腺素(PGs)是发现于所有哺乳动物细胞中的一族20碳脂肪酸并通过环氧酶系统由C-20多不饱和脂肪酸生物合成(S．Bergstroem．，Science，157，382，1967)。几十年来，PGs一直是合成化学中人们多方努力的焦点。因为潜在的治疗优点，对PG类似物的重视程度与日俱增。无法提供具有潜在药物应用的适宜的天然来源，导致对一些合成PG类似物的临床开放。其中，药物学和临床特别感兴趣的是在前列腺素骨架C-15上加入了甲基的类型(a)．E．Yankee等，J．Amer．Chem．Soc．，96，5865，1974，b)．E．Yankee等，J．Amer．Chem．Soc．，94，3651，1972，c)．E．Yankee等，J．Amer．Chem．Soc．，96，5875，1964及其中引用的文献)。已表明在男性中天然PGs代谢(灭活)的最快方式是烯丙基C-15醇的氧化，随后13-14双键被非常快速地还原。已从多种组织制剂中分离出引起此氧化反应的酶，15-羟基前列腺素脱氢酶(B．Samuellson等，Advac．Biosci．，9，7，1973)。

特别有利的是15-甲基PGF₂α(卡前列素，Upjohn)。卡前列素在临床上作为甲麦角新碱的替代药或当后者产生了不适当的反应时用来治疗产后出血。现在提供的最好治疗方法是肌肉内注射溶解于灭菌水溶液中的250mg卡前列素，这对由于甲基麦角新碱等不能止住出血而准备进行子宫切除术的情况非常成功。在瑞典和印度已对此指征进行的记录(在瑞典和印度分别以商品名Prostinefem和Prosodin提供)。

开放卡前列素的总的合成途径是非常必要的，这是由于其有希望的临床应用可能性。对合成PGs的方法已进行了大量的报告(E．J．Corey等，J．Amer．Chem．Soc．，90，3245和3247，1968)。但是，已知的合成方法常是多步骤的直线合成过程，成本高而终产物的整体产率低。Noyori等报告了一种集合三组份偶联方法，其中通过将适当光学活性的烯酮(enone)前后烷基化，来立体选择性地构建整个碳骨架(R．Noyori等，Angew．Chem．Int．Edn．(Eng．)．，23，847，1984及文中引用的文献)。用固相化学也已合成了前列腺素PGE₂(S Chen，IBC天然产物组合合成国际研讨会，1997年12月)。

最近常用于合成PGs的方法包括有机金属与α-取代的4-羟基2-环戊酮的共轭加成反应(M．P．L．Caton，“前列腺素的新合成路径(NewSynthetic Routes to Prostaglandins)”．，Academic Press N．Y．，105页，1982和F．Sato等，J．Org．Chem．，59，6153，1994)。该二元法包括两个独立的但互补的路径：给带有α-侧链的内烯酮(endo-enone)引入ο-侧链，及给带有ο-侧链的外烯酮(exo-enone)引入α-侧链。

本发明包括了使用对映体纯的带有α-侧链的内烯酮(Ⅱ)，并通过由对映体纯的β-链碘化物(Ⅵ)产生的较高级的铜酸盐的共轭加成反应引入所需的ο-侧链。所述合成内烯酮(Ⅱ)的方法具有优异的光学纯度(＞99％ ee)，对稳定的负碳离子进行烷基化后，用超声介导的酶可逆酯交换反应技术拆分。在本文中，我们描述了准备对映体纯的β-链醇(＞99％ ee)及其转变为光学纯度非常高的组份B的方法。所报告的二元偶联方法包括较高级铜酸盐与光学纯烯酮的共轭加成反应，并常常遇到加成不彻底的问题。这包括通过完全柱色谱分离来回收未反应的起始烯酮。在本发明的方法中，我们指出了用路易斯酸如BF₃-乙醚合物在温度如-78℃下活化烯酮，接着进行与较高级铜酸盐的共轭加成反应，导致该烯酮的彻底反应。此方法避开了偶联产物的色谱纯化，于是避免了色谱纯化期间的损失。经过偶联后处理和在最后步骤对该产物的纯化得到了符合美国药典规定的卡前列素甲酯。

因此，本发明的第一个方面提供了制备式(Ⅰ)化合物的方法：

其中R是CH=CH或CH₂CH₂，和R¹和R²都是氢原子或一起形成一个键，该方法包括将式(Ⅱ)的化合物：其中R定义如式(Ⅰ)而P是保护基，与下式(Ⅲ)的化合物偶联：其中P¹是保护基而M是铜酸盐，得到式(ⅠA)的化合物：

其中P和P¹定义如上，此后以任意顺序：

·选择性地还原化合物(ⅠA)，

·除去任何保护基。

适宜的R是CH=CH或CH₂CH₂，优选R是CH=CH。

适宜的R¹和R²都是氢原子或一起形成一个键以便基团OR¹和R²形成羰基。优选R¹和R²都是氢原子。

基团P和P¹可相同或不同地为任何适宜的氧原子保护基，例如四氢吡喃，和特别是甲硅烷基保护基如叔丁基二苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)、三甲基甲硅烷基(TMS)和三异丙基甲硅烷基。优选P是TBDMS和P¹是TMS。

式(Ⅱ)和(Ⅲ)的化合物的反应在适宜的溶剂如THF-己烷，THF-乙醚中进行，优选THF／乙醚。优选该反应在低温如约-78℃下进行。优选该反应在路易斯酸的存在下，特别是在BF₃·OEt₂的存在下进行。已发现BF₃·OEt₂的使用不仅在低温下活化了烯酮并使该反应彻底，而且避开了在C-15位脱水反应的问题。式(Ⅲ)的较高级的铜酸盐优选用有机锂试剂优选丁基锂产生。

用已知的还原剂可以进行式(ⅠA)化合物的还原反应。例如，环戊酮的还原优选用选择性还原剂如K-selectride进行，得到所需的环戊醇异构体。用常规技术如Lindlar氢化反应可以进行三键的还原反应。

可以用常规方法除去保护基。例如，当保护基P和P¹都是甲硅烷基时，用氟化物试剂如TBAF在适宜的溶剂如THF中可以完成这两个基团的脱保护。优选将此环戊酮部分还原，接着将基团P和P¹脱保护，接着将三键还原，得到所需的式(Ⅰ)化合物。

式(Ⅱ)化合物可以制备如下：

式(Ⅳ)化合物

其中P定义如式(Ⅱ)和L是离去基团，与下式(Ⅴ)的化合物在有机锂试剂的存在下反应：

其中Hal是卤素。优选L是基团如-SePh以稳定产生的负碳离子，而Hal是溴或碘，优选碘。

L是SePh的式(Ⅳ)化合物可以由相应的烯酮和苯基二氯氧化硒通过文献中的方法制备。可以通过保护相应的醇，例如通过常规条件下用TBDMS氯化物处理制备此烯酮。

通过将相应的醇卤化制备式(Ⅴ)的化合物，其中该醇用本文中列举的已知方法依次制备。

式(Ⅲ)的化合物是适宜的铜酸盐，特别是较高级的铜酸盐并优选噻吩基铜酸盐，特别是式(ⅢA)的[3-甲基，3-(三甲基甲硅烷基)氧基辛基]-2-噻吩基氰基铜酸二锂：

其由相应的式(Ⅵ)的卤化物制备：

其中Hal是卤素，特别是碘原子，而P¹是如式(Ⅲ)所定义的保护基，优选TMS基团。此化合物可以按照本文中列举的方法制备。

新的中间体构成了本发明的另一个内容。

本发明通过下列实施例举例说明。

中间体1

7-碘代庚-5-炔酸甲酯的合成

a)7-羟基庚-5-炔酸甲酯

此标题化合物按照R．J．K．Taylor等，Tetrahedron，42，5849-56(1986)的方法制备，为油状物，在0．5mmHg下沸点130-132℃。¹H NMR(CDCI₃)：δ4．15(m，2H)，3．6(s，3H)，3．0(bs，1H，交换以D₂O)，2．35(t，2H)，2．25(t，2H) and 1．75(q，2H)．

b)7-碘代庚-5-炔酸甲酯

此标题化合物由上述α-醇按照Carl Johnson等，JACS，110，4726-35(1988)的方法制备，为油状物，在0．9mmHg下沸点为110-113℃。¹H NMR(CDCI₃)：δ3．6-3．7(bs，5H)，2．4(t，2H)，2．25(t，2H)，1．75(q，2H)．

中间体2

外消旋的4-羟基环戊酮的合成

此标题化合物按照M．Minai，日本公开专利Kokai No．62236，1982的方法制备。¹H NMR(CDCI₃)：δ7．55(dd，J=6Hz，1．5Hz，1H)，6．2(d，J=6Hz，1H)，5．05(m，1H)，2．75(dd，J=17Hz，6Hz，1H)，2．25(dd，J=17Hz，6Hz，1H)and 2．0(bs，1H，交换以D₂O)．

中间体3

1-碘代(S)-甲基-3-(三甲基甲硅烷基氧基)-辛-2-烯的合成

a)外消旋3-甲基-辛-1-炔-3-醇

将3升的三颈圆底烧瓶在氮气流下冷却，并通过中心瓶颈安装机械搅拌器。一个侧瓶颈与带有进气口的套管及指形冷凝管连接。另一个侧瓶颈静压下的氮气入口连接。将此指形冷凝管中装入干冰-丙酮混合物(-78℃)并将此反应瓶在隔离浴中放置。在氮气氛下通过气体入口以稳定的速度通入干燥的氨气(通过含KOH颗粒的洗瓶干燥)，此时氨气被压缩进入此反应瓶中。大约花费2小时压缩氨气，得到约1．6升的液氨。此时停止压缩氨气并连接氮气入口以代替氨气充气机。将另一个瓶颈关闭。将钠金属切成小片并用无水己烷洗涤。机械搅拌下加入第一片后，随着金属的溶解，此反应混和物变蓝。一旦此蓝色保持不变，就通过此侧瓶颈加入硝酸铁，于是该反应变为放热反应并在搅拌下蓝色消失，得到淡灰白色氨化钠。继续加入金属钠。加入金属钠时，观察蓝色外观并在继续搅拌下，观察到淡灰白色形成。金属加完后(金属钠的彻底加入约需要1小时)，将此反应混和物搅拌约0．5小时以确保氨化钠的彻底形成。在整个过程中，维持氮气的静压和指形冷凝管中的温度为-78℃。通过一个侧瓶颈，插入进气管并在5小时内以稳定的速率持续通入乙炔气体(在-78℃下将此乙炔气体通入石蜡阱并一个空阱)以确保乙炔钠的彻底形成。停止通入乙炔并在此反应瓶的一个侧瓶颈上安装压力平衡滴液漏斗，并装入存在于无水乙醚(75ml)中的2-庚酮(287g，2．511mol)。然后，在1小时内搅拌下滴加其中的内容物(注意放热反应!)。用乙醚(40ml)清洗此漏斗并将洗涤液加入到此反应瓶中。剧烈搅拌此反应瓶中的内容物并再通入乙炔气体3小时，并在不搅拌下放置过夜。指形冷凝管中的温度缓慢升高到室温，温和地使氨气蒸发。

后处理：拆除机械搅拌器和指形冷凝管并在氮气氛下用冰浴将此三颈烧瓶冷却至0℃，并向其中以每次50ml的小批量加入氯化铵水溶液。将此反应混和物在0℃下再搅拌0．5小时并温热至室温并在室温下搅拌2小时。用G-3垂熔漏斗通过硅藻土板将所得溶液过滤。用石油醚(2×150ml)洗涤此残余物。并将内容物转移至分液漏斗中并分离水层。用石油醚(3×500ml)萃取此水层。将合并的PE部分用水(2×500ml)、盐水(100ml)洗涤并用无水硫酸钠干燥。真空除去挥发物，得到352g的粗品β-链醇。将其通过真空蒸馏(在17mmHg沸点为76-78℃)进一步纯化，得到330g的β-链醇(2．360摩尔，产率94％)。此蒸馏中开始的流出物是未反应的2-庚酮(在17mmHg下沸点67-69℃)。将其再循环与下一批一起用于制备外消旋的辛炔醇。

外消旋的β-链醇的收率：330g，2．360摩尔，94％。通过GC分析确定纯度＞99％：柱：OV-101，90℃，室温，对于辛炔醇：5分钟；对于庚酮：2．5分钟。

b)3-甲基-3-羧基-辛-1-炔-3-醇邻苯二甲酸氢酯

ⅰ)邻苯二甲酸酐的重结晶-代表性方法

向带有磁力搅拌棒的预冷却的5升圆底烧瓶中加入570g邻苯二甲酸酐和2．3升氯仿。在水浴中将此内容物回流0．5小时并在垂熔漏斗上热过滤。不溶解的残余物是邻苯二甲酸。用密闭的烧瓶将此滤液保存在冰箱中，得到结晶邻苯二甲酸酐。过滤，用己烷洗涤并在干燥器中干燥。mp 130-131℃。

ⅱ)3-甲基-3-羧基-辛-1-炔-3-醇邻苯二甲酸氢酯

向带有磁力搅拌棒的预冷却的5升圆底烧瓶中加入外消旋辛炔醇(0．92kg，6．57mol)、邻苯二甲酸酐(0．979kg，6．606mol)、DMAP(0．08kg，0．658mol)和三乙胺(0．67kg，6．617mol)。在80℃下将此反应混和物回流6小时并冷却至室温，搅拌过夜。用TLC(溶剂系统：在PE中的20％乙酸乙酯)监控该反应的进展，让起始辛炔醇反应完全。将此反应混和物在室温下放置过夜。

后处理：向带有凸缘和机械搅拌装置的20升圆底烧瓶中，加入7．4升水和0．731升浓盐酸，并用冰浴冷却至0℃。搅拌下，向此混合物中加入半邻苯二甲酸酯，然后加入氯仿(2．3升)。继续搅拌1小时。分离有机层并用氯仿(3×3升)萃取水层。将合并的有机层用水(2×500ml)和盐水(500ml)洗涤。用无水硫酸钠干燥并用旋转蒸发器除去挥发物，并高真空干燥。

在另一个凸缘和机械搅拌装置的20升圆底烧瓶中，加入石油醚5．5L并冷却至0℃。搅拌下将上一步的半邻苯二甲酸酯倒入到石油醚中并搅拌1小时，于是所需的半邻苯二甲酸酯结晶。用布氏漏斗过滤，用冷PE(500ml)洗涤残余物并抽吸干燥。将此残余物空气干燥(mp61-62℃，0．915kg)。用旋转蒸发器将过滤所得母液真空浓缩并保存在冰箱中，得到另一批半邻苯二甲酸酯(第二批，0．43kg，mp 61-62℃)。但是，重复上述方法得到的第三批，所得化合物(0．151kg)表现出较高的熔点，因此放置一边，并当作回收的外消旋辛炔醇。

半邻苯二甲酸酯的收率：1．348kg，71％。

c)3-甲基-辛-1-炔-3-醇的马钱子碱邻苯二甲酸酯

将装有机械搅拌装置的20升凸缘圆底烧瓶预冷却，向其中加入外消旋辛炔醇的半邻苯二甲酸酯(0．94kg，3．262mol)、马钱子碱(1．432kg，3．327mol)和无水丙酮(3．75L)。将此反应混和物在50℃下加热1小时并冷却至室温并室温下搅拌过夜。

后处理：用布氏漏斗滤出沉淀固体并用冷丙酮(2×250ml)洗涤，摆脱不需要的非对映异构体的污染。将所得固体干燥。

收率：0．739kg，1．028mol，31．5％。mp 158-159℃。[α]_D=-12．0°±0．5(c 0．88，EtOH)。将母液放置一边以回收马钱子碱。

d)由(S)-3-甲基-3-羧基-辛-1-炔-3-醇邻苯二甲酸氢酯得到的(S)-辛炔醇的半邻苯二甲酸酯

将装有机械搅拌装置的20升凸缘圆底烧瓶预冷却，向其中加入马钱子碱盐(0．827kg，1．15mol)和乙醚(8．2L)。在0℃，搅拌下向其中小批量加入浓盐酸(0．83L)。在0℃下将此反应混和物搅拌2小时并温热至室温。

后处理：将此内容物转移至分液漏斗中并分离乙醚层。用乙醚(2×500ml)萃取水层。将合并的乙醚层用水(2×250ml)、盐水(250ml)洗涤并用无水硫酸钠干燥。真空除去挥发物得到所需的(S)-辛炔醇半邻苯二甲酸酯，为粘稠物质。将水层弃去。

(S)-辛炔醇半邻苯二甲酸酯的收率：0．332kg(近似量)。将其不经纯化直接用于下一步反应。

e)(S)-3-甲基-辛-1-炔-3-醇

将装有机械搅拌装置和回流冷凝器的20升凸缘圆底烧瓶预冷却，向其中加入(S)-辛炔醇半邻苯二甲酸酯(0．332kg，1．151mol)并在室温下向其中加入氢氧化钠溶液(0．504kg在3．6L水中)。将此反应混和物在水浴中回流2小时。将此反应混和物冷却至室温，分离辛炔醇层。将此内容物转移至分液漏斗中并分离出上清液层。用石油醚(3×500ml)萃取此水层并与辛炔醇馏份混和。将合并的有机部分用蒸馏水(3×500ml)洗涤至pH为7。用无水硫酸钠干燥此有机部分并除去挥发物，得到155g(96％)的粗品(S)-辛炔醇，将其进一步通过真空蒸馏纯化。在14-15mmHg下的沸点为73-76℃。收率：128．87g，0．921mol，80％，[α]_D=-2．3°±0．5(c 2．7，EtOH)。报告的[α]_D=-2．33°(c 2．625，EtOH)。

f)(S)-3-甲基-3-(三甲基甲硅烷基)氧基-辛-1-炔

将装有机械搅拌装置的1升圆底烧瓶预冷却，向其中加入(S)-辛炔醇(29g，0．207mol)和DMF。在氮气氛下将此反应混和物冷却至0℃(冰浴)。在0℃以小批量(约5g)向此反应混和物中加入咪唑(39．44g，0．58mol)并搅拌15分钟。向此反应混和物中用注射器在45分钟内滴加TMS氯化物(33．72g，0．310mol)，然后在0℃搅拌1小时。让此反应混和物温热至室温并在室温下搅拌过夜。用TLC(溶剂系统：在石油醚中的10％乙酸乙酯)监控此反应的进程，直到起始醇消失。

后处理：将此反应混和物倒入冰水(750ml)中并用乙醚萃取。将上清醚层分离并用乙醚(3×250ml)萃取水层。将合并的有机部分用水(2×100ml)和盐水(50ml)洗涤。用无水硫酸钠干燥并用旋转蒸发器除去挥发物并高真空干燥。将其减压下蒸馏纯化得到标题化合物：

在12-15mmHg下的沸点87-90℃。

收率：35．09g，165．5mmol，80％。

g)(S)-3-甲基-3-(三甲基甲硅烷基)氧基-1-(正三丁基甲锡烷基)-辛-1-烯(E)

将装有机械搅拌装置的500ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入(S)-辛炔醇的TMS醚(7．50g，35．57mmol)、TBTH(16．31g，35．4mmol)和AIBN(0．4g，2．47mmol)。将此反应混和物排空气体并通入氮气。然后将此反应瓶浸入预加热的130℃的油浴中，于是发生了剧烈的反应并放出氢气(需要适宜的放气口)。将此反应混和物在150℃油浴中加热3小时并在氮气氛下冷却至室温。向此反应混和物中加入石油醚(150ml)并在室温下搅拌15分钟。用G-3垂熔漏斗通过硅藻土板将此反应混和物过滤。将此残余物用无水PE(60ml)洗涤并将PE层混和，除去挥发物得到一定量的所需的氢化锡衍生物。

注意：在氮气氛下此衍生物保存在密闭的烧瓶中，烧瓶上覆盖铝箔。此物质高度吸潮并是光敏的!大批量制备将包括一旦达到操作温度，将反应物混和，然后加入AIBN。

h)1-碘代(S)-3-甲基-3-(三甲基甲硅烷基氧基)-辛-2-烯

将装有机械搅拌装置的500ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入氢化锡衍生物(61．06g，0．121mol)，并向其中加入新蒸馏的THF(170ml)。用干冰-丙酮浴将此反应混和物冷却至-78℃，在-78℃，在在氮气氛下，在45分钟内，向其中加入N-碘代琥珀酰亚胺(27．31g，0．121mol)的THF(100ml)溶液。将此反应混和物在-78℃下搅拌1小时。将浴温逐步升高至室温并在室温下搅拌15分钟。用TLC(溶剂系统：石油醚)监控该反应的进展，让起始辛炔醇反应完全。

后处理：将此反应混和物倒入到冰上，并用G-3垂熔漏斗通过硅藻土板过滤。用石油醚(4×100ml)萃取此滤液。将合并的石油醚层用水(100ml)、10％硫代硫酸钠溶液(150ml)洗涤，最后用水(50ml)洗涤。将石油醚部分用无水硫酸钠干燥并真空除去挥发物，得到所需的碘化物(0．072kg)。将其通过高真空蒸馏纯化(在0．1mmHg下沸点为79-82℃，0．040kg，0．118mol，97％，[α]_D=-24．0°±0．5(c 1．61，三氯甲烷)；报告的[α]_D=-22．5°(c 1．2，三氯甲烷)。

中间体4

4-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-环戊-1-酮的制备

按照R．Noyori等，Tetr．Lett．28，4719-20(1987)的方法由4-羟基环戊酮(中间体2，10．1g，0．103mmol)、4-DMAP(1．21g，0．00993mol)和三乙胺(11．46g，0．113mol)制备。

收率：24．03g(淡棕色)。此物质含有一些有色的不纯物，将其减压下蒸馏除去(1mmHg下沸点82-86℃)。所需产物的收率：20．02g，0．158mol，91．7％。¹H NMR(CDCI₃)：δ7．4(m，d，1H)，6．1(d，1H)，4．9(m，1H)2．6(dd，1H)，2．15(d，1H)，0．8(s，9H)，0．1(s，6H)．

通过HPLC用Chiracel-OD柱用在己烷中的1．5％异丙-2-醇洗脱，得到纯的此物质。

中间体5

a)外消旋4-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-(苯基硒基)-2-环戊-1-酮的制备

按照T．Toru等，J．Org．Chem．，57，4719-20(1992)的方法由TBS-衍生物4-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-环戊-1-酮(23．84g，0．112mol)、苯基二氯氧化硒(32．32g，0．169mol)和吡啶(14．69g，0．186mol)制备。

收率37．14g，90％。¹H NMR(CDCI₃)：δ7．3-7．7(m，5H)，4．85(m，1H)，2．8-2．9(dd，1H)2．35(d，1H)，0．8(s，9H)和0(s，6H)．

b)通过二元偶联方法制备7-(3-羟基-5-氧代-1-环戊烯-1-基)-5-庚炔酸甲酯

按照T．Toru等，J．Org．Chem．，57，3145-3152(1992)的方法由硒基衍生物4-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-(苯基硒基)-2-环戊-1-酮(16．65g，45．3mmol)、双(叔丁基)氢化锡(28．94g，49．91mmol)、正丁基锂(35．6ml，1．4M在己烷中，49．91mmol)、碘(25．35g，95．28mmol)和HMPA(26ml)在THF中制备。

通过硅胶色谱用乙酸乙酯／石油醚洗脱将此产物纯化。纯品收率：11．11g，31．76mmol，70％。¹H NMR(CDCI₃)：δ7．3(s，1H)，4．9(m，1H)，3．65(s，3H)，3．0(bm，3H)，2．75(dd，1H)2．45(t，2H)，2．25(bt，2H)，1．8(q，2H)，0．8(s，9H)和0．1(s．6H)．

c)7-(3-羟基-5-氧代-1-环戊烯-1-基)-5-庚炔酸甲酯

按照E．J．Corey等，JACS．，94，6190-91(1972)的方法由TBS衍生物(6．02g，17．22mmol)、7-[(3-叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-5-氧代-1-环戊烯-1-基-庚-5-炔酸甲酯在溶液乙酸∶THF∶水(3∶1∶1)中制备。产量2．44g，10．33mmol，60％TLC：溶剂系统：70％EtOAc在石油醚中。

¹H NMR(CDCI₃)：δ7．4(bs，1H)，5．0(bs，1H)，3．65(s，3H)，3．0(bm，3H)，2．85(dd，1H)2．45(m，2H)，2．25(m，2H)，和1．8(q，2H)．

d)用脂肪酶在乙酸乙烯基酯中在超声波浴中进行酶可逆酯交换反应

按照K．A．Babiak等，J．Org．Chem．，55，3377-81，(1990)和G Lin等，Tetr．Lett．，36，6067-68(1995)的方法，由羟基-烯酮(4．7g，19．91mmol)、7-[(3-羟基)-5-氧代-1-环戊烯-1-基]-庚-5-炔酸甲酯和PP脂酶和／或HP脂酶(粗品，7．5g)在乙酸乙烯基酯中超声波处理制备。

所需乙酸酯的收率2．40g，43％。¹H NMR(CDCI₃)：δ7．4(bs，1h)，5．75(m，1H)，3．65(s，3H)，3．05(bm，3H)，2．85(dd，1H)，2．4(t，2H)，2．25(m，2H)，2．1(s，1H)和1．8(q，2H)．

e)在甲醇中用胍脱乙酰基化

胍的甲醇贮存液的制备

按照K．A．Babiak等，J．Org．Chem．，55，3377-81，(1990)的方法，由碳酸胍(28．4g，0．158mol)、金属钠(3．56g，0．155mol)在甲醇(0．308L)中制备。

7-[((R)-3-羟基)-5-氧代-1-环戊烯-1-基]-庚-5-炔酸甲酯

按照K．A．Babiak等，J．Org．Chem．，55，3377-81，(1990)的方法，由(R)乙酸酯(1．905g，6．85mmol)和胍在甲醇中制备。

注意：在进行大规模脱乙酰基化前建议进行小批量的脱乙酰基化，这是由于β-羟基酮敏感的特性。

收率：1．130g，4．788mmol，70％收率，(90光学纯)。用PP脂酶和／或HP脂酶按照如下方法将其进一步进行光学纯度升级。

方法：与用超声波浴的早期拆分相同。培养在5天。通过快速色谱用存在于PE中的40-50％乙酸乙酯作为洗脱剂分离所需的产物。(R)-乙酸酯的收率：光学纯度：＞99．9％。用存在于甲醇中的胍进一步脱乙酰基化，得到1．553g光学纯的醇(5．586mmol，通过手性HPLC分析光学纯度＞99．9％)。

f)用Mitsunobu转化反应将不需要的对映异构体转变为需要的对映异构体：

按照K．A．Babiak等，J．Org．Chem．，55，3377-81，(1990)的方法制备。

将装有隔膜入口和磁力搅拌棒的250ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入(S)-醇(2．58g，10．93mmol，光学纯度88％)、Ph₃P(5．74g，21．86mmol)和新蒸馏的THF。将此反应混和物冷却至10℃并向其中通过注射器加入甲酸，随后加入二异丙基偶氮基羧酸酯(DIAD，4．42g，21．86mmol)，并缓慢升温至室温。在氮气氛下室温将此淡黄色反应混和物搅拌12小时。用TLC(溶剂系统：在PE中的70％乙酸乙酯)监控该反应的进展。

后处理：用旋转蒸发器真空除去溶剂，并将所得棕色残余物溶解于乙醚(70ml)中，并用正己烷(165ml)研磨以沉淀亚磷盐。将此混合物在室温下搅拌30分钟并通过G-3垂熔漏斗过滤，用乙醚洗涤(2×50ml)。将合并的有机部分转移至另一个圆底烧瓶中并用旋转蒸发器真空除去挥发物。将所得残余物溶解于甲醇(120ml)中，并向其中加入氧化铝(活化，中性，100g)并在室温下搅拌过夜。用TLC(溶剂系统：在PE中的70％乙酸乙酯)监控该反应的进展。将此反应混和物在G-3垂熔漏斗上过滤并用甲醇(3×100ml)反复洗涤残余的氧化铝，将合并的滤液用旋转蒸发器进行闪式蒸发，得到13．805g粗品。将其通过快速色谱在硅胶柱(400g，200-400目)上进一步纯化。开始用在石油醚中15-60％乙酸乙酯梯度洗脱得到不需要的1，2-二异丙基二羧基肼，在PE中80-95％乙酸乙酯洗脱得到所需的醇。用Chiracel-OD柱进行HPLC分析，表明手性中心明显转变(没有显著的外消旋现象)，(R)异构体光学纯度为88％。

将此产物用HPL在超声波仪中进一步进行酶酯交换反应，得到所需的(R)-乙酸盐，其光学纯度＞99％。收率：1．891g，6．802mmol，70％。用存在于甲醇中的胍将其进一步脱乙酰基化，得到所需的(R)-醇，其光学纯度＞99％。收率：1．166g，4．94mmol，收率73％。

g)7-[(R)-3-叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-5-氧代-1-环戊烯-1-基]-庚-5-炔酸甲酯

将装有隔膜入口和磁力搅拌棒的250ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入TBDMS氯化物(1．90g，12．64mmol)和二氯甲烷。用冰浴将此溶液冷却至0℃并向其中一批加入咪唑(1．60g，23．66mmol)，然后加入DMF。将此反应混和物在0℃下搅拌15分钟。在另一个预冷却的烧瓶中加入存在于无水二氯甲烷(3ml)中的(R)-烯酮醇(1．99g，8．4mmol)，并通过套管在氮气氛下将其转移至反应烧瓶中。将洗涤液(1ml)转移至此反应烧瓶中并在0℃下搅拌2小时。将此反应混和物升温至室温并进一步搅拌过夜(约10小时)。用TLC(溶剂系统：石油醚∶乙酸乙酯，3∶7)监控该反应的进展。

后处理：将此反应混和物倒入到冰水中并用二氯甲烷(3×100ml)萃取。将合并的有机层用水(30ml)和盐水洗涤。将有机部分用无水硫酸钠干燥，真空除去挥发物，得到3．8g油状物，将其通过快速色谱在硅胶柱(150g，200-400目)上用存在于石油醚中的15-25％乙酸乙酯洗脱进一步纯化。所需产物的收率：2．90g，4．66mmol，70％。TLC：溶剂系统：存在于石油醚中的70％乙酸乙酯。¹H NMR(CDCI₃)：δ7．4(bs，1H)，5．0(bs，1H)，3．65(s，3H)，3．0(bm，3H)，2．85(dd，1H)，2．45(m，2H)，2．25(m，2H)和1．8(q，2H)．

通过HPLC用Chiracel-OD柱用存在于正己烷中的7％异丙-2-醇确定该物质的纯度。

实施例1

a)2-噻吩基锂

方法：将装有隔膜入口和磁力搅拌棒的100ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入新蒸馏的THF(30ml)和噻吩(1．59ml，20mmmol)。将此反应混和物冷却至-60℃(干冰-三氯甲烷浴)并向其中通过注射器在15分钟内滴加正丁基锂(16．7ml，1．2M在己烷中)。将此反应混和物在-60℃下搅拌1小时以保证金属化的彻底。在THF中噻吩基锂的颜色是淡黄色。

b)乙烯基锂的制备

方法：将装有隔膜入口和磁力搅拌棒的100ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入存在于30ml THF(新蒸馏，无水)中的B-链碘化物TMS醚(6．8g，20mmol)，在氮气氛下将内容物冷却至-78℃(干冰-丙酮浴)。在-78℃下在30分钟内，向其中通过注射器滴加正丁基锂(21mmol，17．5ml)。此反应混和物由于乙烯基锂淡黄色沉淀出现变浑浊，表示反应完成。将其中内容物在-78℃下再搅拌1小时。

c)二元偶联方法：

方法：将装有隔膜入口和磁力搅拌棒的500ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入Cu(I)CN(20mmol，1．79g)。用橡胶膜将此烧瓶盖上并在高真空下用加热枪加热除去任何残存的潮气，冷却并充入氮气。在氮气氛下加入THF(30ml)并将此混悬液冷却至-22℃(干冰-四氯化碳浴)。通过导管在10分钟内向其中滴加预制备的2-噻吩基锂(步骤a)。将此内容物用THF(5ml)洗涤并加入到此烧瓶中，该溶液变得均匀(淡黄色)，得到所需的较低级的铜酸盐。将此反应混和物在-22℃下再搅拌1小时。

向较低级铜酸盐的上述溶液中，在-22℃下通过导管在10分钟内滴加乙烯基锂(步骤b)，用THF(5ml)洗涤并在-22℃下搅拌1小时得到均匀的较高级的铜酸盐(清澈溶液，淡桔黄色)。将所得铜酸盐溶液冷却至-78℃(干冰-丙酮浴)。

将100ml梨形烧瓶预冷却，向其中加入(R)-烯酮TBDMS醚(光学纯度＞99％，3．5g，10mmol)，向其中通过注射器加入无水乙醚(40ml)。用干冰-丙酮浴将此内容物冷却至-78℃，保持10分钟。在-78℃搅拌下通过注射器向其中滴加BF₃·OEt₂(1．29ml，10．5mmol)并保持此温度5分钟。然后，在-78℃氮气氛下通过导管在45分钟内，向此溶液中滴加(非常缓慢的滴加!)较高级的铜酸盐溶液(得自步骤c)。将烯酮的反应瓶用乙醚(5ml)洗涤并将此洗涤液在45分钟内转移至反应烧瓶中。在-78℃继续搅拌1．5小时(用TLC监控该反应的进展，溶剂系统：石油醚-10％乙酸乙酯，让起始烯酮反应完全)。在-78℃将此反应混和物用饱和氯化铵溶液(20ml)停止反应并升温至室温。将此反应混和物倒入150ml蒸馏水和300ml乙醚的混合物中。将此水层用乙醚(3×100ml)萃取，并将合并的有机部分用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。真空除去挥发物，得到油状物(11．35g)。将此产物不经色谱纯化直接用于下步反应。TLC：溶剂系统：石油醚-10％乙酸乙酯：部分样品通过快速色谱(硅胶，1∶20比例，200-400目)纯化，并用存在于石油醚中的20％乙酸乙酯洗脱得到所需产物，R_f 0．31，溶剂系统：石油醚-10％乙酸乙酯。¹H NMR(CDCI₃)：δ0．05(s，6H)；0．8-0．9(m，12H)；1．1-1．6(m，10H)；1．7-1．8(m，3H)；2．0-2．3(m，6H)；2．4(t，2H，J=7．4Hz)；2．6-2．9(m，3H)；3．65(s，3H)；4．1(m，1H)；5．3-5．5(m，2H)．

实施例2

(5，6-二氢-11-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-15-O-(三甲基甲硅烷基-13-(S)-甲基-PGE₂甲酯

方法：向烧干的、带有隔膜入口和磁力搅拌棒的250ml圆底烧瓶中，加入存在于THF(无水，35ml)中的粗TCC产物[5，6-二氢-11-O-叔丁基二甲基甲硅烷基)-15-O-(三甲基甲硅烷基)-13-(S)-甲基-PGE₂甲酯](11．35g，得自10mmol的烯酮)。将此溶液冷却至-78℃并通过注射器滴加K-selectride溶液(32．85ml，30mmol，0．9M THF溶液)进行处理。将此反应混和物在-78℃下搅拌1．5小时，并向其中滴加30％的过氧化氢水溶液(4．54ml，40mmol)。再继续搅拌15分钟，除去冷却浴并将此反应混和物升温至室温。加入水(20ml)并分离有机相。用乙酸乙酯(3×50ml)萃取水相。将合并的有机层用盐水(2×20ml)洗涤并用无水硫酸钠干燥。真空除去溶剂，得到13．516g所需产物。将其直接用于进一步脱甲硅烷基反应。TLC溶剂系统：在PE中的20％乙酸乙酯，R_f 0．2。

将上面得到的一小部分Selectride还原产物通过快速色谱用硅胶(60g，200-400目)纯化。用石油醚-30％乙酸乙酯洗脱得到所需产物。

¹HNMR(CDCI₃)：δ0．05(s，6H)；0．8-0．9(m，12H)；1．2-1．6(m，10H)；1．7-1．9(m，3H)；2．1-2．3(m，10H)；2．4(t，2H J=7．4Hz)；3．65(s，3H)；3．9-4．0(bs，1H)；4．2-4．3(bs，1H)；5．3-5．5(m，2H)．

方法：将装有隔膜入口和磁力搅拌棒的250ml圆底烧瓶预冷却，向其中加入粗Selectride还原产物(13．52g)和THF(无水，35ml)。将此溶液冷却至0℃并向其中通过注射器在5分钟内滴加四正丁基氟化铵溶液(30mmol，30ml的1M溶液。在THF中，3当量)。在0℃继续搅拌15分钟并在室温下继续搅拌5小时，直到通过TLC分析(溶剂系统：乙酸乙酯)说明反应完成。真空除去THF并加入水(20ml)，用乙酸乙酯(3×30ml)萃取。将合并的乙酸乙酯层用水(2×10ml)、盐水(2×10ml)洗涤并用无水硫酸钠干燥。真空浓缩得到5．409g粗品。将其通过快速色谱在硅胶柱(350g，200-400目)上进一步纯化。在乙酸乙酯洗脱液中得到淡棕色油状物(1．94g，5．10mmol)，基于起始(R)烯酮收率为51％：R_f 0．5(溶剂系统：乙酸乙酯)。将其溶解于无水乙酸乙酯(50ml)中并向其中加入0．400g活性炭并在氮气氛下在室温搅拌1小时。将此溶液通过G-4垂熔漏斗用硅藻土板过滤，用乙酸乙酯(30ml)洗涤；真空除去挥发物得到1．95g粗品，将其通过快速色谱在硅胶柱(150g，200-400目)上纯化，而所需产品得自乙酸乙酯洗脱液中，为无色粘稠油状物，其在-22℃下保存固化为无色固体(此快速色谱纯化也可使用氯仿-甲醇梯度系统)。收率：1．90g，5mmol，50％。

₁H NMR(CDCI₃)：δ0．85(t，3H，J=6．8Hz)；1．1-1．5(m，8H)；1．6-1．9(m，7H)；2．1-2．5(m，10H)；3．65(s，3H)；3．85-4．0(bs，1H)；4．3-4．4(bs，1H)5．3-5．6(m，2H)：¹³C NMR(CDCI₃)：δ173．64，139．50，127．92，79．56，79．48，77．2，72．28，72．02，54．53，51．4，48．84，42．56，42．0，32．69，32．0 26．51，23．87，23．68，22．35，17．98，16，97和13．78．

注意：为了进行脱甲硅烷基化反应，必需用存在于THF中的无水TBAF。使用TBAF·3H₂O不能以较好的收率得到所需产物。

卡前列素甲酯，(15S)-15-甲基PGF₂α甲酯或在美国药典中其IUPAC命名为前列-5，13-二烯-1-酸甲酯，9，11，15-三羟基-15-甲基-(5Z，9α，11α，13E，15S)或(Z)-7-[1R，2R，3R，5S)-3，5-二羟基-2-[(E)-(3S)-3-羟基-3-甲基-1-辛烯基]环戊基]-5-庚烯酸甲酯的制备

以0．500g至1g的批量进行选择性Lindlar氢化反应。下列方法具有代表性：

向预冷却的2颈1000ml圆底烧瓶中，加入脱甲硅烷基化的产物(1．065g，2．80mmol)，并通过导管在氮气氛下向其中加入预先形成的苯(100ml)和环己烷(300ml)的混合物。在氮气氛下向此反应混和物中加入0．315g存在于铅中毒的碳酸钙上的Pd。将此反应混和物真空下排空并充入氢气，且在90分钟内，在搅拌下，以每分钟45个气泡的速率向此反应混和物中通入氢气。以规则的时间间隔取出1个等份的样品，并通过¹³C NMR分析监控反应的进程(约1．5小时，¹³C NMR分析应显示在δ80ppm的炔基碳原子的全部消失)。用G-4垂熔漏斗将此反应混和物过滤，将此残余物用乙酸乙酯洗涤(回收的催化剂可以循环使用)。真空浓缩有机相得到所需的卡前列素甲酯，为粘稠的油状物(1g)。将其通过色谱在硅胶上用乙酸乙酯洗脱(对于快速色谱纯化也可使用氯仿-甲醇梯度系统)进一步纯化。

¹H NMR(CDCI₃：δ0．85(t，3H，J=6．8Hz)；1．1-1．5(m，8H)；1．6-1．9(m，7H)；2．1-2．5(m，10H)；3．65(s，3H)；3．85-4．0(bs，1H)；4．3-4．4(bs，1H)；5．3-5．6(m，4H)：¹³C NMR(CDCI₃)：δ173．79，139．0，129．26，129．0，128．5，77．9，72．6，72．5，55．6，51．4，50．4，42．58，33．16，32．03，27．23，26．33，25．29，24．55，23．62，22．4和13．82．

将此产物进一步通过制备反相HPLC纯化，该纯化用制备ODS(C-18)SHIMPAK柱(20×250mm)并用乙腈-水(1∶1)作流动相；UV检测：210nm。以0．170g的批量进行此制备HPLC，符合美国药典要求的纯卡前列素甲酯的收率为65％。